【摘要】：土壤侵蝕涉及范圍廣,形態(tài)多樣,已經(jīng)嚴(yán)重影響到人們的生產(chǎn)和生活,阻礙了區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。元謀干熱河谷區(qū)土壤性質(zhì)獨(dú)特,含礫的土壤性質(zhì)使其侵蝕溝的發(fā)育具有特殊的規(guī)律與動(dòng)力學(xué)特征,認(rèn)識(shí)干熱河谷土礫混合條件下坡面細(xì)溝發(fā)育過程的水動(dòng)力學(xué)特征及其影響機(jī)制對(duì)該區(qū)的徑流水動(dòng)力學(xué)研究及龍川江水土流失的防治具有重要的意義。本文是以云南省元謀縣干熱河谷區(qū)為研究對(duì)象,在試驗(yàn)基地進(jìn)行野外放水沖刷試驗(yàn),結(jié)合土壤學(xué)、土壤侵蝕學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)等學(xué)科理論知識(shí),定性定量的描述恒坡度條件下坡面徑流水動(dòng)力學(xué)參數(shù)的空間變化特征,探索其變化特征的影響機(jī)制,為元謀干熱河谷區(qū)土壤侵蝕過程中的坡面徑流水動(dòng)力學(xué)參數(shù)變化的研究提供一定的依據(jù)。主要結(jié)論如下:(1)試驗(yàn)中,各動(dòng)力學(xué)參數(shù)沿程呈現(xiàn)由復(fù)雜到簡(jiǎn)單的變化趨勢(shì),隨著沖刷次數(shù)的增多,整體上波動(dòng)狀態(tài)呈現(xiàn)簡(jiǎn)單化的趨勢(shì)。沿程上各參數(shù)的整體上單次變化特征大致為:Re、Fr、τ、P、ε都呈現(xiàn)明顯的增加的趨勢(shì),f呈現(xiàn)較為復(fù)雜的波浪式變化趨勢(shì)。變性土區(qū)Re在溝頭處先減后增,燥紅土區(qū)相反。變性土區(qū)溝頭處Fr波動(dòng)較大且每次沖刷的波動(dòng)趨勢(shì)不同,燥紅土區(qū)變化復(fù)雜。一般流量燥紅土區(qū)f波動(dòng)最復(fù)雜,其次高流量變性土區(qū),溝頭與溝口處波動(dòng)較大。燥紅土區(qū)τ波動(dòng)相對(duì)復(fù)雜,變性土區(qū)的溝口處呈現(xiàn)先減后增趨勢(shì),而燥紅土區(qū)呈現(xiàn)先增后減趨勢(shì),隨著距離的增加,燥紅土區(qū)域波動(dòng)較多。4個(gè)小區(qū)P呈現(xiàn)不斷增加的趨勢(shì)。4個(gè)小區(qū)ε沿程亦呈增長(zhǎng)趨勢(shì),但變性土區(qū)波動(dòng)較大�？傊�,在高流量條件下,坡面徑流對(duì)變性土和燥紅土的侵蝕能力逐漸增強(qiáng),對(duì)燥紅土的侵蝕更加明顯,而一般流量條件下,對(duì)變性土的侵蝕作用較強(qiáng)。(2)時(shí)間上,Re、f、τ呈現(xiàn)增加趨勢(shì),而Fr、P呈現(xiàn)逐漸減小的趨勢(shì)。隨著流量的增加,坡面徑流對(duì)土壤的侵蝕作用加強(qiáng),變性土小區(qū)f有所減低,而燥紅土小區(qū)f波動(dòng)增加,τ增大,P變化逐漸平穩(wěn)。故在高流量條件下,坡面徑流對(duì)燥紅土的侵蝕作用較強(qiáng),在一般流量條件下對(duì)燥紅土的侵蝕作用較平穩(wěn),對(duì)變性土的影響相對(duì)較大。(3)試驗(yàn)中,Re與f、Fr與Re無明顯關(guān)系。Fr與f關(guān)系的擬合程度高,無論是線性關(guān)系、冪函數(shù)關(guān)系,還是對(duì)數(shù)關(guān)系、多項(xiàng)式關(guān)系其系數(shù)基本都在0.9以上。1號(hào)小區(qū)以二次多項(xiàng)式擬合關(guān)系為主,2號(hào)小區(qū)所擬合的函數(shù)種類相對(duì)較復(fù)雜,3號(hào)小區(qū)以冪函數(shù)擬合關(guān)系為主,4號(hào)小區(qū)以二次多項(xiàng)式擬合關(guān)系為主。在土壤性質(zhì)相同的情況下,高流量條件下的Fr與f的擬合關(guān)系更加明顯,擬合程度更高;在流量大小相同的情況下,變性土小區(qū)的Fr與f的擬合關(guān)系更加明顯。(4)試驗(yàn)小區(qū)無論是高流量條件還是一般流量條件,坡面徑流始終屬于急紊流流態(tài)。流量的大小與坡面徑流的侵蝕作用有著顯著的關(guān)系。試驗(yàn)中,1號(hào)小區(qū)平均流速持續(xù)增加,而其他3個(gè)小區(qū)先減后增,其中2號(hào)小區(qū)增長(zhǎng)的拐點(diǎn)與3號(hào)和4號(hào)小區(qū)有所差別。沖刷前期,坡面徑流阻力小,流速大,之后坡面出現(xiàn)跌坎,植被根系、石塊、土礫等出露地表,對(duì)坡面水流的運(yùn)行造成一定的阻礙,平均流速減小,當(dāng)這些阻礙因子被徑流沖刷帶走,平均流速又逐漸增大。變性土土質(zhì)疏松,流量大,泥沙含量多,流速小,燥紅土土質(zhì)緊實(shí),土壤中植被根系較多,流速大。跌坎、礫石加劇了坡面的不完整性,水流紊動(dòng)性發(fā)生變化,隨著流量增大,阻礙因子的作用被弱化或消除,平均流速增大。綜上所述,土壤性質(zhì)的不同,土礫、石塊、植被根系等以及由其造成的跌坎、細(xì)溝的演化都是影響坡面徑流的水力學(xué)參數(shù)變化特征的重要因素。
【學(xué)位授予單位】：西華師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：S157.1
【圖文】：

研究區(qū)位圖

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2734757